机电一体化基础范文

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【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）01C-0046-02

对于机电一体化专业的学生来说，机械设计基础课程是一门重要的专业技术基础课，对后续课程的学习有非常重要的影响，学生在此期间如果没有学好甚至出现厌学情绪将有可能出现弃学的现象，对其日后的学习和在从事相关机电类工作当中解决实际问题都将产生非常恶劣的影响。因此，教师非常有必要认真思考如何针对高职学生存在学习态度不端正、学习兴趣不浓厚、缺少良好的学习方法等普遍现象进行教学改革，以提高教学质量。本文从新课程导入、一体化教学、第二课堂建设、开放式教学四个方面来阐述如何激发学生的学习兴趣，培养自主学习的能力和实践创新的精神。

一、新课程导入

高职机电一体化专业把机械设计基础课程大都安排在入学后的第三个学期开课，在此之前的机电类专业课主要有机械制图与CAD及机械制造基础。学生在经历了一年的大学生涯后对大学生活和学习的热情在减退，还有较大部分学生在大学第一学年中由于种种原因，专业基础课的学习并不理想甚至出现厌学情绪。如果教师在此门学科的绪论中不作适当的引导，学生可能从一开始就觉得没有兴趣，之后再想让其改变观念就更难了。因此，笔者在绪论中是以提问的形式作为开头的。比如：了解自己日后的工作环境或工作内容吗？知道自己毕业后应具备哪些基本的技能吗？这个时期的学生开始关注毕业后的情形，这是可以提起他们兴趣和注意力的问题。围绕这个问题的展开把机械设计基础课程的作用及重要性讲解清楚，让学生自己去感受。

接着把本课程的授课方式与以往的不同之处告诉学生，这时要注意一定要有新意才能吸引住学生，比如：本课程的授课方式是将每个知识点的学习用实物模型加装配图的形式展示出来，先是理解图中每个零件的实物样式，然后讲零件的装配顺序与装配工艺要求，再接着讲机构的工作原理，最后是要求小组成员运用所学知识开展创新设计或改造设计，每一环节的学习都要求学生组成团队进行自主分析、参与、团队间进行竞赛，而且在这个学习过程中还将学到CAXA三维实体设计软件的应用，同时学生可自带电脑进行创新设计，为配合大家的学习，在第二课堂还开展拆装设备比武大赛、机械创新设计大赛及三维设计大赛。

笔者这样的授课方式比传统的纯理论满堂灌更受学生的欢迎，比赛活动的开展也极大提高了学生的学习热情。教育实践和教育心理学实验都表明，学习动机推动着学习活动，能激发学生的学习兴趣，保持一定的唤醒水平，指向特定的学习活动。因此，为引导学生的学习由最初的兴趣到自主学习，教师一方面要注意正确引导与传授知识，使学生持续感受到学有所用的快乐感和成就感，另一方面还要注意与学生保持一种健康快乐的交流方式，参与学生的学习创作过程，师生之间处于一种平等的共同进步的状态。

二、一体化教学

以培养高端技能型人才为培养目标的高职教育，首先要培养的目标之一就是学生的谋生能力即有理论基础的操作技能。因此，教师讲课应不拘泥于在教室进行，也可以在实训中心或车间进行，有些内容转移到实训室内对着实物进行讲解更容易让学生理解，同时还可以让学生动手拆装或操作，这种直观的感受是在教室内用多媒体教学无法实现的。机械设计基础是一门实践性很强的课程，高职学生毕业后更多的是成为生产、建设、管理和服务一线的技术能手和业务骨干，从事设计工作的相对较少，他们工作当中需要的是知识的运用而非设计。设计人员在完成设计任务时普遍的思维过程是从设备的输出件要完成的任务开始倒推至动力输入件，而其他工作人员在最先读图或看实物时更多的是从寻找动力输入件、物料输入端开始顺序延伸到设备的输出件。

因此，教学顺序设计为先到实训中心认识电动机、联轴器、平键、齿轮传动、带传动、轴、轴承、螺纹联接等，让学生在脑中建立起这些实物的模型、特征及功能，形成感性认识。而后再回到教室，根据实物模型、装配图来分析其中的构造原理，最后让学生根据所学的知识点进行相关内容的小范围设计。比如：讲解凸轮机构时以凸轮的作用、可实现的功能、各组成部件间的装配关系及结构上的关键点的学习为主，弱化凸轮轮廓曲线的求解。授课时先展示一凸轮夹紧机构，还让学生亲自推动手柄感受一下，然后再播放一段不同形状的凸轮工作的视频，给学生在脑中先形成一个感性认识，接着问学生哪个是输入件？哪个是输出件？让学生再看一遍视频，接着把视频中的机构装配图展示出来，学生组成小团队进行分组讨论如上问题，这时笔者通常会利用CAXA实体设计软件对各个零件进行3D建模，以帮助学生更好地理解实物构造，然后由各团队分别讲述各个零件的装配顺序及动作原理，与此同时教师根据学生的描述运用CAXA实体设计软件即时拖动各个零件到相应的位置进行装配，这样学生会很容易理解或发现自己存在的问题，接着教师再根据学生的描述进行动画设计，以帮助学生正确理解机构的工作原理。利用CAXA实体设计软件很好的实现了教师与学生的相互学习，建立了良好的沟通方式，学生通过此过程的描述极大增强了对知识点的理解和个人表达能力。最后再要求各团队分头完成一项改造设计任务，例如：请设计一个自动舂米机。已知条件：利用原有的手动式舂米装置进行改装，工作场所内只有电源。要求学生能绘制出一个完整的机构简图，这其中要包括动力输入装置、中间转换联接、输出装置等。经过这样的反复练习，学生在脑海中能建立一个完整的知识体系，以往的教学只讲凸轮机构自身，不提及相关的其他配套装置，这样会让学生很难理解接受，更谈不上做改造设计。在教学上由于有了最早的感性认识，学生即使还不懂得如何选择电动机，但是他们已经知道了电动机的动力输出后是要通过一个联轴器传递到减速装置，可选择的减速装置有：齿轮减速、带轮传动、链轮传动等，这些实际上就是一个装配工人、设备维护人员应该掌握的理论知识。至于电动机的参数应该如何选择，不清楚也没有多大的关系。在教学上更多的是先想办法让学生掌握这些基本知识，然后再考虑教授一些简单的具体设计。

三、发挥第二课堂的作用

面对高职教育中课时一减再减的压力，如何保证学生学到的知识总量不减，教学质量、教学效果更好更令人满意是目前被大多数教师关注的问题。笔者是充分利用第二课堂的作用来带动学生继续学习，以弥补课时不足。先是利用课余时间带领学生走向机电市场、生产厂家，让学生们尽可能地广泛接触、认识各类机电产品，在头脑中形成感性认识。带领学生把在课堂上完成的创新设计进行模型创作评比，这种手与脑的结合更好地促进了学生对知识的掌握和理解。由系部牵头在全系内开展拆装设备比武大赛、机械创新设计大赛及三维设计大赛，形成了月月有比赛，以赛促学习的良好局面。这期间教师的参与非常重要，教师要真正参与学生的团队创作、比赛准备等具体工作中，给学生以恰当的指引和关怀，这样学生对专业课的学习及参与比赛的热情才不会减退，才能最大化地激发学生的自主学习和创新能力的发挥。

四、开放式教学

一方面可在有序管理的前提下对学生实行“开放式实训教学”，校内综合实训基地可接受学生课后应个人要求对部分设备机台、实验内容进行开放。要求学生先写申请、制订具体实验方案，经相关人员审批后，在实验管理人员的监管下进行相关作业，这样由学生自己制订方案，综合运用所学的机、电、液等专业知识独立作业，对培养学生的职业技能和综合素质大有好处。

另一方面充分利用CAXA三维实体设计软件辅助教学，笔者预先设计了大量的机械零件三维模型并形成元器件库，交给学生存贮在他们自己的电脑中，课堂创新设计环节允许学生用自带的电脑打开CAXA三维实体设计软件进行创作，学生可调用库中元件快速搭建模型，实现动画演示，各创作团队将设计结果进行评比，这种教学方法能极大满足学生求学心切的心理需求，从而提高学习兴趣。而且体现了教师与学生人格上的平等性，不再是谁主谁次的地位。只有真正尊重学生，把学生当成一个成熟的、理性的社会个体来看待，充分相信学生有自觉管理、自觉遵守课堂纪律的能力，才能形成良好的学风、和谐的学习氛围。

总之，面对高职学生生源差异性日渐增大，教学学时减少的环境，积极运用各种教学方法努力提高教学效果，培养学生的学习兴趣，积极开拓学生的创新能力是当下教师刻不容缓的责任。提倡以工作过程为导向的教学改革思路能更好地贴近学生日后的实践活动，采用灵活多变的教学方法本身就体现了教师的创新精神，这为积极引导、鼓励学生创新做出了良好的表率作用。这同时对教师综合素质也提出了更高的要求，教师能力的不断提高才能更好地开创新的教学局面，以满足社会日新月异的人才需求。

【参考文献】

[1]袁忠，耿文霞.基于工作过程系统化的课程教学内容重构[J].职业技术教育，2011（2）

[2]龚厚仙.基于项目驱动的机械设计基础课程改革[J].职业技术教育，2011（17）

[3]张锦明.对机械设计基础教材编写的思考与探索[J].职业教育研究，2010（8）

[4]马学友，廖建刚.机械设计基础[M].北京：科学出版社，2009

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Primary understanding to the incorporate machinery and electron

Lu Mingchun

【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.

【Keywords】Electron Machinery Industry Integration

机电一体化是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的，融合机械工程、电气工程、计算机科学、信息技术等为一体的新兴交叉学科。

其中机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

1．机电一体化概述。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2．机电一体化的发展状况。机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：①20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。②20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。③20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3．机电一体化的发展趋势。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

3．1 智能化。智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

3．2 模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3．3 网络化。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（home net）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（computer integrated appliance system，CIAS），能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3．4 微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

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【分类号】：TU855

前言：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

一。机电技术的发展现状

（一）计算机数控机床

计算机数控机床是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品，是机床发展的必然趋。数控机床发展至今，已经经历了从电子管数控、晶体管数控、集成电路数控、计算机数控、微型计算机数控等五代演变。当前计算机数控机床已经成为促进国民经济发展的重要产品。近10多年来，随着微电子技术的飞跃发展，能自动更换刀具的高度自动化的计算机数控机床――机械加工中心发展更为迅速。

（二）工业机器人

工业机器人一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定程序、轨迹及其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置，是具有发展前途的机电一体化典型产品，将在实现柔性自动化生产，提高产品质量，代替人在恶劣环境条件下工作中发挥重大作用。机器人技术的发展，要求提高机器人机构实用效果，扩大其应用范围，使虚拟轴机器有进一步发展。

先进制造系统。目前，先进制造系统有柔性制造单元柔性制造系统、柔性生产线等几种形式。柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置组成的，同时，数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。柔性制造单元可以作为组成柔性制造系统的基础，也可用作独立的自动化加工设备。

二。机电一体化控制系统（微电子系统）为例的接口分类

（一）机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口――模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口――模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3.输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

4.输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

（二）人机接口

人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。

1、输入接口。

（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。

（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：

1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；

2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。

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Keywords: mechatronics; development process; trends

当前，机电一体化技术发展飞速，机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段，机电一体化产品更是日新月异。

一、机电一体化技术的发展历程

机电一体化技术的发展大体可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70―80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

我国从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与世界先进国家相比仍有相当差距。

二、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

1、光机电一体化。

一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2、智能化。

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要受益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中只益得到重视，机器人与数控机床的错能化就足萤要应朋。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3、模块化。

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4、网络化。

计算机网络技术的兴起和飞速发展给科学技术及日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

5、微型化。

目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

6、绿色化。

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

7、仿生物系统化。

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体，不可分割。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。当然，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展的趋势，但还有一段漫长的道路要走。

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。另外，与机电一体化相关的技术还有很多，随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越广阔。

参考文献：

1.李晶.机电一体化技术应用之我见.价值工程，2011年第30卷第3期

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引言

近年来，中国煤矿机电一体化技术无论是在科研领域还是应用领域都取得了巨大的成就，但与西方发达国家相比，中国的煤矿机电一体化技术还有一定的差距，而且中国的煤炭工业相对于机械、电子、航天等行业相比，起步晚、基础差，在应用、规模、管理等方面有巨大的差距。随着煤矿生产的不断发展，对于技术水平和生产规模的要求越来越高，机电一体化技术的在煤矿生产中的应用，能取得更加显著的技术、经济和社会效益。

1机电一体化技术

1.1机电一体化技术的含义

机电一体化指的是各类现代生产中将相关工业技术与现代化信息技术结合到一起，并利用微电子技术将其融入渗透到机械工程中的一种新技术。机电一体化系统由传感装置、动力装置、机械装置等3个部分构成，其中传感装置在机电一体化中起到信息传递的作用，动力装置的作用为在机电一体化系统中为安全生产提供动力，机械装置的作用是对几个部分之间工作进行协调，把机电一体化系统功能充分发挥。

1.2机电一体化的特点

机电一体化技术是基于原有工程技术实现的突破，相比其它技术，机电一体化的优势十分明显，具体介绍如下：a)机电一体化产品本身功能强大，包括运算、记忆、控制、信息处理等，产品在性能、功能、智能化程度等方面十分突出；b)机电一体化产品能根据负荷及运行情况实现自我调整，在节能方面比较突出；c)机电一体化产品能对设备进行监测、诊断，使生产安全提供了强有力保障；d)机电一体化产品在结构上实现了简化，操作简单，其发展方向也趋于标准化。

1.3煤矿机电一体化技术现状分析

目前，煤矿机电一体化技术的发展现状主要由以下两方面反映出来：a)随着科学技术不断进步，计算机技术得到了充足发展，计算机的功能得到了很大的开发与应用，数据库信息也更加完善，这使得机电一体化技术得以不断提升，在实际工作中得到了广泛应用。计算机技术的发展改变了中国各行各业的发展趋势，其发展方向趋于自动化、智能化及系统化。针对目前的情况来讲，机电一体化技术在中国一些产业中已实现了应用与发展，并取得了一定的成效，产品在性能、功能方面都得到了一定的优化，为产品机电一体化智能化方向的发展提供了坚实基础，促进了机电一体化技术的完善与发展；b)目前，机电一体化技术的应用不再局限于煤矿生产中的硬件设施上，如煤矿开采、井下煤矿运输及井下供电排水等，在软件设施上煤矿机电一体化技术也得到了广泛应用。此外，煤矿开采中机电一体化技术的应用越来越广泛使得煤矿生产的效率与安全程度越来越高，为中国煤矿产业的发展提供了强有力保障[1]。

2煤矿机电一体化技术的应用

2.1采煤设备中机电一体化技术的应用

在采煤设备中，机电一体化技术大大提升了采煤设备的牵引能动性，并使采煤设备受阻力的影响得以降低，同时采煤设备的制动能效也得以充分发挥。应用机电一体化技术能提高采煤设备抵抗恶劣环境的能力，能在持续工作中减少设备故障发生，进而避免了一些故障维修而产生的费用，且提高了采煤设备的工作效率。

2.2运输设备中机电一体化技术的应用

随着社会经济不断发展，国家建设及人们生产与生活中对煤矿资源的需求量越来越多。为迎合这一趋势，煤矿企业就必须使煤矿生产效率得以提高，进而使得煤矿企业得到进一步发展。而机电一体化技术的应用正好能实现这一目标，在煤矿开采中，机电一体化技术实现了煤矿运输设备控制的自动化，再加上计算技术的应用，使惯性荷载的处理得以实现。此外，在运输过程中不可避免出现故障，而机电一体化技术能诊断并完善这些故障，不断完善煤矿运输设备，为安全可靠的煤矿运输提供了强有力支持。

2.3监控系统中机电一体化技术的应用

煤矿开采中监控系统的作用十分重要。监控系统中机电一体化技术的广泛应用使煤矿开采的生产效率得以大幅度提升，同时让煤矿生产设备的持续运转得以实现，且还提高了煤矿生产的安全性，为煤矿作业人员的生命安全提供了充分保障。此外，监控系统中机电一体化技术对硬件与软件系统进行了协调与统一，加强了监控效果。

3煤矿机电一体化技术的管理措施

3.1不断完善与引进科学技术

计算机技术作为机电一体化技术的核心，其对于机电一体化技术的发展起到了决定性作用。所以，为加强煤矿机电一体化技术的管理，促进其发展，就必须提高现场作业总线任务的力度，进一步提高计算机的中央存储能力与运算能力。同时，还应充分考虑煤矿生产现场环境的实际情况，展开全面、系统的分析与研究，使机电一体化技术在性能、体积、功能等得以优化。此外，还应尝试结合机电一体化技术以太网技术，使一体化技术通信功能得以开发，进而实现机电一体化对通信的控制。

3.2采用科学的管理手段

在机电一体化技术的应用中，为保证其作用得以有效发挥，就必须采用科学、有效、合理的管理手段，以此来诊断并解决实际工作中存在的问题与不足。在煤矿生产过程中，应建立相关责任制度，明确各环节工作的责任，例如煤矿开采、开采设备管理等，并将其落实到个人，如此才能使生产工作得以协调与统一，为煤矿管理与控制的有效性提供充分支持。此外，还应合理安排机电工作人员，加强机电工作人员队伍建设，为其提供定期培训，提高其专业技术水平，强化其职业道德素养，进而为煤矿生产顺利进行提供强有力的人力支持。

3.3设立相关机构对机电设备进行管理

在煤矿生产过程中，机电管理机构有着十分重要的作用，它是实现开采工作统一管理的重要条件。因此，必须设立机电管理机构，强化管理。为达到这一目的，应建立健全相关制度，针对机电一体化技术的应用进行合理编制。且对于实际上生产中存在的违规操作必须严格制止。此外，为保障煤矿工作人员的积极性，还应建立相关奖惩制度，为煤矿生产的顺利进行提供强力的制度保障[2]。

4对中国煤矿机电一体化技术发展的思考

4.1机电一体化设备将以PLC为核心

计算机PLC（可编程逻辑控制器）的计算、存储能力越高，其体积与能耗就越低。基于这一特点，就必须大力发展PLC技术并应用于机电一体化技术中。因此未来机电一体化技术与设备应将PLC作为设备的核心部分，强化其科学性与可靠性。

4.2通信功能的开发

目前，通信功能在煤矿机电一体化技术中已得到开发，并在煤矿生产管理中发挥着十分重要的作用。为使通信功能得到进一步完善与开发，应提高其通信模块的可靠性，实现网络的快速连接。

4.3机电一体化技术四化

根据机电一体化技术现状，目前中国机电一体化技术产品在品种方面存在一定的问题，缺乏统一标准。因此，在完善与改进机电一体化技术的过程中，应朝着产品标准化、规范化、系统化及通用化的方向发展。

4.4提高机电一体化技术的智能化水平

未来煤矿机电一体化技术的发展必然朝着智能化方向发展，提高机电一体化技术的智能化水平是保障设备周边环境判断及采取数据的分析准确性的重要手段。如此才能使煤矿机电设备中出现的故障得以有效诊断与预测，使煤矿机电设备的工作效率得以提高[3]。

5结语

煤矿机电一体化技术的广泛应用提高了煤矿生产的工作效率，促进了煤矿产业的发展，对于中国经济发展与社会建设有着十分重要的作用。而随着煤矿产业不断进步，其对煤矿机电一体化技术的要求必然越来越高，这就要求对机电一体化技术进行完善与改进，进一步提高其科学性、有效性及合理性，进而在实际煤矿生产中进一步提高煤矿生产的效率与安全性。

参考文献：

［1］姚昊辰.机电液一体化技术在煤矿领域的发展趋势分析［J］.能源与节能，2013(8)：25-27.

篇6

引言

随着现代制造业的飞速发展，零件产品的制造和金属加工逐渐从原来的机械化进入到现在的自动化时代。但现有的集成装配技术还是现代制造业的薄弱环节，实现集成装配的自动化对提高现在生产效率和减少成本等有着极其重要的意义，对未来的工业生产有着不可估量的重要作用。

一、 机电一体化集成装配装置

机电一体化集成装置是指由机械本体、控制系统、工控机测量系统、真空系统、力传感器系统、工装系统和气动系统等组成[1]。其中的工控机测量系统是和系统的控制系统是两个相互独立的单元，故本文将不再详述。装配过程是将零件移动并装配到其他零件上。而自动化后的装配过程只需将上述装配顺序依次如下即可完成：退出吸具、工件吸取、测量工件的姿态、移动工件、进行装配和最后释放工件，然后上述动作不断循环即可。

二、 机电一体化集成装配装置的可靠性和安全性

随着现代社会的生产力的不断提高，产品的可靠程度越来越受到人们的关注。可靠性是指 “系统在固定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力”。从使用角度来分可分为使用可靠性和固有可靠性，从设计的角度来分可分为任务可靠性及基本可靠性。在装配产品中最核心的任务就是保证装配任务能够可靠有效的完成，因此在设计装配系统时需要重点考虑完成任务的可靠程度。在实际的自动装配过程中出现问题基本上都是由于自动装置的操作失误造成的，因此在具体设计时首先需要考虑的就是要将自动装配装置的电气控制系统要尽可能的设计完善，同时需要有预防操作失误的具体措施，只有做到上述两点自动装配控制系统的可靠性才能得到极大的提升。在自动装配装置中，安全性问题主要从两方面考虑：一是操作者的安全；二是被装配工件或产品的安全[2]。操作者的安全主要通过立警示标语牌和严格按照操作规程来实现。下面将具体讲述安全性问题。

在实际的装配过程中产品出现的安全性问题主要有产品的掉落和在装配时产生的挤压问题。工件被吸取时掉下的原因主要是以下几种：电源突然断电；真空泵的突然停止工作；真空的线路出现泄漏。针对上述问题可以从以下几个方面来改进，首先针对突然断电的情况是将真空泵尽可能的增大来弥补。其次，对真空线路出现泄漏的情况可以采取如下措施即是在工件被抓起来到装配上的过程中可以采用由气动型手爪来保护被抓工件。在装配时，如果真空泵的真空值一旦低于设定值时，控制系统应有报警来提示，如声音和信息。至于保护工件不至掉下的手爪的主要操作的控制主要是通过气缸来实现的。同时为了保证手爪的安全可靠性，设置了只有系统的两个检测元件同时检测到手爪是处于闭合的状态才能继续后面的操作的程序。

三、 电气控制系统的具体优化措施

电气控制系统优化的主要目标是以原有的设计为基础，同时不减少装置的具体功能，经过一系列的改进措施和优化措施使装配装置的安全可靠性达到一个很高的程度，同时尽量精简原有的结构设计，达到控制操作更加简洁的目的。

具体的改进思路如下：首先，在原有的装配装置的电气控制系统结构基础上，通过采用降额设计或者是冗余设计等一系列技术来提高任务的可靠性[2]。同时适当增加一些安全检测部件来提高整个装配装置的安全度。并在具体设计时增加故障诊断和报警的程序；这样能够增加整个系统的程序的灵活性，减少安全隐患。

由于自动化装置系统中的设备种类繁多，会产生电或磁或噪声的干扰，严重影响装置的独立工作能力，这是装置系统在实际的操作过程中产生的一些误差的最主要的来源。因此减少装置系统的电磁干扰对提高装配装置的可靠度具有非常重要的意义。

在实际的装配装置中，要考虑周围环境温度的影响，并且从整个装配装置的模块化程度来说，由于每个模块都会释放大量的热量，因此不可避免的会影响整个装配装置的具体性能。因此在实际设计过程中，为了使整个装置的温度控制在指定的工作状态温度，因此在操作台附近采用安装一个冷却风扇的方式来解决这个问题。

四、 装置优化设计之后的主要优点

在原来基础上对结构进行精简之后，相比原来复杂的结构在精简之后能够大大提高装配装置控制系统的控制效率和控制步骤，同时在一定程度减少了软件开发过程中的难度。在优化进行之后由于结构的简化，因此在软件开发过程中大大缩减了开发的工作量。同时在结构进行优化之后由于控制过程更加精简因此在装配装置具体操作过程中能在很大程度上减少由于装配系统的通讯误差的产生，因此消除了由于系统故障导致整个系统不能正常工作的状况。大大提高了装配装置的工作可靠性和工作效率，同时也能够在很大程度上装配产品的工作效率。

总结

随着现代社会的迅猛发展，产品质量和可靠性越来越受到人们的重视，原来的装配装置在工作效率和工作质量上也跟不上现代生产的需要，因此机电一体化集成装配装置应运而生。本文主要讨论了机电一体化集成装配装置的主要优点，同时在原有基础上对装配装置的电气系统结构进行结构简化，极大的简化了控制操作，在一定程度上简化了装配装置，极大的提高了装配装置的工作效率和工作质量。不仅在装配装置的结构进行简化同时为了提高装配装置的安全可靠性，在最初的软件设计过程中加入诊断故障信息和及时反馈的程序，同时通过对软件的在很大程度上的灵活改进，在很大程度上降低了软件开发初期的工作难度和工作量，在一定程度上减少了开发软件人员的工作时间，同时也使软件能够更加可靠有效的运行，并且在很大程度上减少了软件运行过程中产生的误差，大大提了装配装置的工作效率，适应了时展的潮流，并且在出现故障后能够及时采取措施避免损失的进一步扩大，间接为机电一体化的装配装置增色不少。

参考文献

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（一）引言

随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。长期以来机电专业基本上是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学，把传授系统的理论知识作为组织教学的出发点，作为教学过程的主线和质量考核的主要标准，对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是也存在不足之处，学生毕业后大部分被分配在生产第一线，所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等，而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障，在学校学的知识相当一部分用不上，而现场工作所必需的工作能力又不具备。

（二）改革的必要性

随着国民经济的增长，社会对人才的需求也开始增长，社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约，无论是人才的培养规格、课程体系的设置，还是实践性教学体系的安排，都没有完全摆脱传统教育的模式，呈现出本科教育的“压缩版”，使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”，在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因，学生理论知识学习不扎实，又缺乏必要的社会实践与动手能力，以至于课程结束后，了解的只是一些课本上的理论知识。在当前的教学中主要存在以下几方面问题：1.学时太少。随着教学改革的深入，机电专业课程和其它的专业课一样，教学课时被明显的缩减，存在着教学内容多、课时少的矛盾，如何在较短的时间内最大程度的提高教学质量是教学面临的一大难题。2.教学模式单一。传统的教学模式，往往只注重理论教学，在电机知识的介绍中，概念抽象，理论繁琐，跟数学、物理及电路等相关课程的联系很紧密。在电气控制电路的原理分析、基本控制环节的设计、设计思想的叙述一般都较清楚。但由于原理图多、文字叙述较抽象，学生又无实物接触，在学习过程中普遍感到枯燥乏味，而且有关安装位置图、面板开孔图、电气接线图及安装、调试等工艺设计方面几乎均未涉足，理论教学与实际的控制系统设计、制造要求存在着一定的差距。3.理论与实践环节脱节。近年来PLC技术的迅速的发展，被广泛地应用于多种场合，基于PLC的实验系统无论其运行过程还是运行结果只能通过对控制对象的观察得以了解，因此PLC教学的实践环节更应强调对象模型的实例化与控制流程的动态演示。但受控对象往往由于其体积大、重量重、价格高、维护难等因素，难以大量装备于实验室，学生在实验过程中无法感受到工程实践中的趣味性、知识性和实验成功后的成就感，在很大程度上挫伤了学生的积极性。4.生源整体素质下降。由于连年大幅扩招，生源整体素质有所下降，在接受能力和学习的积极性等方面都比过去的相对降低，许多基础课的学习不够扎实，给本课程的教学带来了很大的困难。

（三）改革的思路

1.制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。（1）关于“机电一体化”内涵的认识。机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体，而不是机械技术、电气技术的简单组合体；从机电一体化技术的成果或最终体现来看，它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备，是一个自动化的工作系统。（2）培养目标。机电一体化专业应培养德、智、体、美、劳全面发展，热爱祖国，热爱本职岗位，具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神，掌握基本文化科学知识和机电一体化专业必需的基本理论、基本技能，对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。

2.先进教学手段的应用。（1）运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多，利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件，集文字、图片、动画和声音于一体，不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间，而且学生兴趣倍加，容易理解，提高了教学效率，增大了课堂教学的信息量。（2）联系生活，启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时，结合变频空调原理和特点，来分析变频空调与普通空调之间的区别，从而阐述变频调速的优点，学生增加了生活知识和学习的趣味性。（3）与时俱进，激发学生的求知欲。教师应该与时俱进，了解课程最新的技术动态，并把它传授给学生，只有这样才能激发学生的求知欲，真正的把课教好。如在介绍直流电机中，运用高速磁悬浮列车的例子给学生进行了讲解，从而大大提高了学生的兴趣、求知欲和学习的动力。

3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节，也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：（1）实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。（2）单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。（3）综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体，将“教、学、做”合而为一。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务，在不同的岗位上完成实践任务，毕业后实现“零距离上岗”。

（四）建设特色课程

在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，以工作过程为导向，以工作任务或产品为载体，根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，在与企业的深度耦合中，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容，通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。

（五）总结

机电专业教学中必须坚持“面向现代，面向世界，面向未来”的发展方针，从实际出发，确定教学改革思路、培养目标，深入改革课程体系、教学方法和教学内容，使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。在对学生的培养方面要做到：1.培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力，学生能根据一般的设计要求和动作流程完成整个控制系统的设计。2.提高教学质量，培养了学生的学习兴趣。3.在实验和设计中增强了他们的团队合作精神。从一个目的、两个原则的教改思想出发，抓好课程理论、实践、考核的每一个教学环节，不仅充分发挥了学生的开拓创新精神，而且充分调动教师教学和教改的积极性，在教与学两个积极性的推动下，教学质量得以大幅度提高，使高校为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。 转贴于

【参考文献】

[1]张超，刘爱云，王娜，叶婷.高职机电一体化专业教学计划改革初探[J].中国科技信息，2007(22):202-204.

[2]李巧萍.生本教育理念来源于实践服务于实践[J].现代教育论丛，2002(5):6-20.

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【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）05-0237-01

所谓机电一体化的教学改革指的是对于专业建设的核心进一步的加强，同时这个也是满足技能型人才培养特色的一个主要关键。机电一体化的教学有着明确的目的性，就是要在以人为本的教育理念还有科学发展观的相关指导之下以就业作为教育的向导，培养学生的能力作为本位，在教学的过程中鼓励学生进行职业实践活动，课程的教学和生产实践相结合，职业的教育特色相当鲜明，这样的运行机制才能对学生将来的职业生涯有所帮助，给社会还有相关的行业对提供素质更高的技能型人才。

一、一体化模块式教学的基本做法

1.教训内容模块化

所谓的教学内容模块化指的是就根据教学订下来的培养目标，把每个专业的教学内容有针对性地进行划分，一般情况之下都会划分为三个模块，也就是文化基础、专业技能以及专业素质这三个不同的模块。在这三个模块之中，文化基础还有专业素质模块是由很多的学科课程还有活动课程所组成的，专业技能模块则是根据不同专业技能之间所表现出来的特点，由许多的子模块进行组合而成，其中又是一些列的教学内容组成了子模块本身的体系。在本文当中所要说的教学内容模块化主要针对的就是专业技能教学内容模块化。这样划分的好处在于能够让专业技能模块变为教育的主干内容，而文化基础以及专业素质这两个模块就成为了两翼，这是一种新的课程体系。

我们把传统教学当中的专业基础课、专业理论课以及生产实习课，在新理念还有一体化教学思想的要求之下进行重新的整合，这种整合出来之后的教学单元就是专业技能模块。这样的教学单元我们也称之为模块课程。

2.核心为专业职业技能

在这个新的体系当中，存在着横向还有纵向两个轴承：其中横向轴承是按照一定的职业等级，对这个等级相对应的专业技能课程体系所构成的模块，具体表现为技能模块一、技能模块二、还有技能模块三等，每一个模块里面的技能都需要呈现出一种递进的关系，这样更加方便学生的学习，而且在每一个模块之间，都是有许多的等值交叉链状的教学课题来进行支持的；而纵向轴承指的就是在同一个专业技能课程体系当中，从中级职业资格开始，慢慢的增进到高级或者是技师职业资格，在这个轴承当中模块的分类就是中级技能模块、高级技能模块以及技师技能模块等。

在每个模块之间还有模块里面每一个课题之间，在对内容进行安排的过程当中，主要是按照专业的基础知识，再加上工艺知识与技能训练两者的有机结合，将原来自成体系的理论教学进行分解，而这些分解之后的教学理论会在模块还有课题当中体现出来，这样能够更好的使得理论还有实践两者之间能够紧密地结合到一起，形成一个新的专业课程模式，这个模式一般如下：专业入门-知识准备-工艺训练、生产操作-技能鉴定。

3.贯彻工学结合课程原则

所谓的工学结合，这个原则针对的就是当前比较普遍的学校教育和企业严重脱节的问题。在每一个模块当中，不管是基础的技能训练还是应用技术的学习，本身的教学课题在设计的时候，首先要针对的就是企业生产的实际需要，有很多的课题直接就是来自于企业生产的过程还有通用的产品工艺，这样做是为了更大程度地保证学生对于企业的工作能够最大限度地适应还有匹配。

二、完善一体化教学模式的建议

1.建立双师型师资队伍

想要建完善一体化教学模式，建立一个优秀的双师型教师队伍，是极为关键的一个环节。现在在我们面前的问题是大多数的中青年专业教师，本身缺乏实际的工作经验，更不要说是企业的一线生产经验了，而那些来自于企业的具有工作经验的教师却已经到了可以退休的年龄，当前的教师组合可以说是一种学科组合，理论教师还有实习教师想要承担一体化的教学重任越来越有难度。所以我们需要有一套完整的体制让双师型的教师能够得到更加合理的分配，进行有序的培养，让教师能够健康的成长。

2.课程体系以职业能力为核心

传统的学科课程体系明显已经不能够适应一体化教学的需要，在对传统的学科体系进行合理改革的同时我们也需要注重另一个方面的问题，就是如何才能够跟企业的实际结合起来，让学校的课程能够跟企业的生产工艺完美的结合起来，在当前这依然是一个难以解决的问题，但是经过长时间的探索，已经有人提出了相关的建议，就是学校可以根据自身的实际情况，编写一套能够适合本校所需要的一体化校本教育材料。

3.进一步加强实训平台的建设

要实现一体化教学，就需要有足够的设备，要跟企业的生产内容有所结合，也需要运用现代企业当中正在使用的相关设备。不论从哪个方面来进行理解，先进的设备都是一体化教学必须要具备的，而这样对于资金的需求无疑是巨大的，但是在目前资金的来源却是不能够得到保证。所有需要通过校企两者的合作，达到一个双赢的局面。企业和学习之间的合作形式可以多样化，可以建立校外实习基地，也可以让企业把自身的设备以特别的形式赠与学校教学需要。

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Key words The design of mechatronic system； teaching system； higher vocational education； reform measures

高等职业教育近几年来在中国得到了飞速发展，高等职业教育的培养目标是具备某一特定职业或职业群所需综合职业能力的，为生产和管理第一线服务的应用型、技术型人才。而传统的课程教学体系已远远不能适应技术技能型人才培养的目标，改革课程的教学体系，加强学生动手和应用能力培养是实现高等职业教育办学特色的根本途径。

高等职业教育机电类毕业生主要面向现代制造业等高新技术企业从事机电一体化产品、现代制造设备、IT产品、生物医药产品等智能化生产线的设计、安装调试、运行维护、生产管理和经营销售等技术工作。“机电一体化系统设计”是高职机电类专业的一门重要的专业核心课程，对培养学生机电产品设计、控制及调试能力具有重要作用。这门课程涉及了PLC、单片机、传感与检测、机电传动控制等多门课程的知识，综合性、系统性和应用性强，仅仅通过课堂教学是远远无法达到这门课程的教学目标的。本文结合“机电一体化系统设计”课程教学中存在的问题，为高等职业教育教学体系的改革做一些有益的探讨。

1 存在的问题

（1）内容多。对机械类专业本科生而言，“机电一体化系统设计”的教学内容包括机电一体化相关概念、机械系统、机电接口技术、气动执行机构、伺服系统、微机控制与编程、检测传感装置、典型机电一体化系统实例等诸多内容。许多学生反映知识点多而繁杂，难以记住。

（2）难度高。“机电一体化系统设计”的教学内容中的步进电机和交流伺服电机的控制，涉及复杂的参数设置和接线，接口技术中涉及不同I/O模块的校准、转换与编程，这些知识抽象，理解起来比较困难，很多同学在学习时都是一脸茫然，叫苦不迭。

（3）不会用。“机电一体化系统设计”课程中涉及许多机电一体化元器件，上课时老师很卖力地讲，学生凝神地听，但是实际中使用这些元器件时，往往不会选择型号，选择了型号又不知道如何接线。

（4）教学方法单一。这是高职“机电一体化系统设计”课程的主要问题。受传统教育观念的影响，课堂形成了“讲台上老师滔滔不绝，讲台下学生昏昏欲睡”的状况，结果是“老师怒其不争，学生却哀其不幸”。这种教学局面形成造成了学生根本无法真正理解机电一体化课程的基础知识，很多学生学了一学期却还不知道如如何控制机电一体化设备，这样的教学无法达到课程的教学目标。

（5）教材内容不适应高职教育的新要求。目前可以将学校中使用的“机电一体化系统设计”教材归为两类，一类是常规类，另一类是项目驱动类。常规类教材按照机电一体化的概念、机械系统、伺服系统、接口技术、控制系统等内容划分各个独立章节。这类教材具有完整的体系、模块化的结构、层次分明的内容，但其重理论轻实践，实理脱节，对职业院校学生的工程应用能力培养不足。如果任课教师按照教材的顺序进行教学，学生就难以搞清楚如何设计并控制某一种机电一体化产品，不利于培养学生的机电设计能力和编程控制思维。项目驱动式类教材能从职业岗位需求出发，以项目和任务引出知识点。该类教材编写形式直观生动，增强了可操作性和可读性。但是，该类教材的系统在面向职业岗位的系统性方面稍显不足。当学生很努力地学会了书本知识，信心满满地去设计一个新项目时，却仍然感觉无从下手。

2 改革措施

2.1 教学目标

教学的目标不仅要使学生必须掌握典型机电一体化元器件与典型机电一体化设备的基本原理，形成机电一体化技术的思维理念，更重要的是根据实际情况会合理选用机电一体化元器件型号，能够根据元器件说明书接线，将若干元器件组合成机电一体化系统完成一定的控制功能。

2.2 教学内容

机电一体化技术是发展非常迅速的一种技术，市场上新技术、新产品不断出现，但现有的“机电一体化系统设计”教材内容比较陈旧，与实际生产脱节；偏重理论讲解，应用实例少，实用性差；实物插图少，内容抽象；机电一体化实例不够典型，不能与前面章节形成有效融合。

根据目前教材中存在的问题，笔者结合多年教学经验，认为“机电一体化系统设计”教材编写应遵循以下要求：理论要本着“够用”和“实用”的原则，依托本地区目前及今后机电领域发展情况，在全面调研的基础上合理选择机电类企业的典型产品所用到的知识和技术作为教材内容。特别是考虑到近十几年非标准自动化设备产业的飞速发展，教材各章节中应包含以下内容：机械技术章节中应包含滚珠丝杆与直线导轨；微机控制章节应包含PLC的常用控制功能及变频器控制；接口技术章节应包含PLC的各种控制模块，尤其是I/O转换模块与温度模块，还应该包含触摸屏技术；检测与传感装置章节中应包含各种接近开关、色标传感器、光电编码器和光纤传感器；伺服系统章节应包含PLC如何控制步进电机和交流伺服电机；气动技术中应包含带磁环的直线气缸与旋转气缸选型与控制；机电一体化产品实例可以选择数控机床、工业自动化生产流水线、电梯、工业机械手等几种典型产品。

教材内容的选择除了要考虑与生产密切结合的实用性外，还应具有理论联系实践可操作性。教材中应增加所讲元器件的实物图片和生产该元器件的知名企业信息，并增加该元器件的典型说明书一份，这样既使学生对该元器件有了全方位认识，又能够学会实际使用时应该如何选择型号。这部分内容可与企业工程师联合共同完成。

2.3 教学方法

“机电一体化系统设计”课程具有知识点繁多、内容不易理解、应用性强等特点。因此，采用形式多样的教学方法，有助于激发学生的学习兴趣，提升课堂教学质量。在授课过程中，每个章节的内容用典型自动化设备引入，先观看视频，再提出问题，通过学习最后解决问题。讲基本元器件的原理时，课前充分发挥学生自主学习能力，让学生广泛查找搜集相关资料，课堂上由学生进行讲解，老师提出一些问题，大家一起讨论。老师做详细讲解时应配合元器件实物，增强学生感性认识。讲基本元器件在实际生产中如何选择时，可以通过企业产品实例，提出使用条件，结合元器件型号和使用场合，选择出适合该产品实例的元器件型号。拿出该课程部分课时，聘请企业的一线工程师结合经验来讲，使学生能够获得来自生产一线的信息，更加深刻地理解所学内容的重要性与实用性。

此外，建立课程的学习网站，将课程的相关内容与资料放入网络中，实现开放性教学，引导学生自主学习和拓宽知识广度，以解决授课学时不足的问题。

2.4 实践环节

实践教学内容应密切与理论结合，每完成一章的内容，应及时安排实验。机电一体化综合实训台可以帮助学生学会使用元器件，完成一定的控制功能，但是由于实训台各部分结构已模块化，这样不利于学生掌握元器件接线方法。为此，综合实践环节的任务安排不应该局限于在综合实训台上完成，而应配备足够的散件，提出控制要求，让学生自己选择器件，完成接线与参数设置，并根据要求编程实现控制功能。对于能力较强的同学，可以安排到自动化企业去完成综合实践，配合企业的实际产品完成某部分控制功能，在实践中积累经验。

2.5 构建机电教学企业

“教学企业”是它集生产功能和教学实训功能于一体，并按市场机制运营，兼顾经济效益、社会效益和教学效益的校企合作实体。它是职业院校谋求自身发展、实现与市场接轨、大力提高育人质量、有针对性地为企业培养一线实用型技术人才的重要举措。我院教学企业的具体的做法是由学院提供场地，与某自动化企业合作，将企业生产设备、技术人员等资源引入学校实训基地与学校设备，按企业化要求组织生产和科研，结合企业自动化生产线订单并结合课程需要开展理论和实践教学。企业的工程技术人员参与“机电一体化系统设计”课程培养方案的制订，教学标准的制定、教学组织的实施、教材内容的编写、一起学生成绩的考核等工作，而且企业技术人员作为兼职教师在“教学企业”中承担的教学工作量不少于30%。在“教学企业”中，通过规范化的运作，将教学实训活动融合在企业的生产过程之中，实现经济利益和教学效益的双赢。由于课程依托教学企业，能够以自动化生产线的设计、制造、调试、检测等真实任务作为教学载体，学生直接参与企业生产经营过程，实现“教、学、做”的一体化，有效提高学生的专业技能和综合素质。

2.6 考核方式

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中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）03-0080-02

1 前言

为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程，进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野，促进本科毕业生的国际交流，为工程师执业资格认证奠定基础[1]，从2013年下半年开始，贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证，于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标，不断促进教学改革的过程中，全院教师始终坚持以能力为导向，重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2]；同时以学生为中心，以不断优化和改进的培养目标和毕业要求，建立、建设优质的课程体系和师资队伍，配备必要的教研设备。

在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题，以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表，主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展，课程教学方法有待拓宽，特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课，亟待相关教学改革，以适应工程教育认证的要求。

2 现状与问题

基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等，可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程，机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程，学生普遍反映教学枯燥，工程实践性不强，部分知识无法理解。

为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应，更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养，达到学以致用的目的，需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。

主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计，随着十多年教学经验的积累，已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新，社会和工作岗位对学生要求的不断提升，越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

1）教学内容陈旧，过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估，充分和企业沟通后，发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外，由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程，在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主，使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。

2）实验教学设施不足，实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少，有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面，对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺，这不利于学生提高感官认识。

3）教学方法单一，缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主，辅以少量实验，大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课，而且大多是纸上谈兵，课程教学与实验教学同工程实践联系甚少，与“工程教育认证”的要求存在差距。

4）学生反映学习难度大，应用能力不强。在教学过程中，一些学生反映部分知识点难以理解，不清楚这些知识能“干什么”，能解决什么问题。另外，从考试反馈来看，学生对综合应用机电技术的能力还有待提高，特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。

3 教学改革

教学内容的改革

1）树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值，实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此，机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑，应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程，都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中，如果只是根据教材的章节顺序进行讲解，会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来，做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时，可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来，在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。

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中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-（2017）02/03C-0051-03

机电一体化专业是一门交叉性、综合性的学科专业，它高度融合了机械技术、计算机技术、电子技术等基本学科，在人们的日常生产生活中发挥着重要的作用，并且随着科技的不断进步，机电一体化专业的发展前景更为广阔，发展潜力非常大。[1]

中等职业教育最重要的目标就是向企业输送动手能力强的基层专业技术人才，而中职机电一体化专业的培养目标就是既有丰富的理论专业知识，又有较高动手实践能力的维修电工、PLC编程员、单片机编程员等。然而，现行的人才培养模式离这一目标还有一定的差距。[2]

一、中职机电一体化专业教学现状

中职院校机电一体化专业目前比较普遍的教学模式是理论授课+理实一体化教学方式，即理论部分采用纯理论教学的教学方式，实践部分采用理实一体化的教学方式。与更早以前那种教师在讲台上讲、学生坐在下面听的教学模式相比，目前的教学模式能够提高学生的动手实践能力，同时也便于教学的开展。但由于中职院校师资力量有限、相关专业设备不够先进等因素的影响，使得目前以理实一体化为主的教学模式遇到了发展的瓶颈，亟待进一步改革和完善。

（一）理论与实践脱节

以机电一体化专业核心课程《维修电工》为例，该课程的理论部分与实践部分分开教学，由2位不同的教师分别授课，其中理论部分的授课在普通教室完成，实践部分的授课在实训室采取“理实一体化”的方式进行。同样的课程、同样的学生，却由2位教师进行授课，学生要分别去适应不同教师的不同授课风格，对于本就听课不够积极的中职学生来讲，他们在心理上抗拒这种教师更换给他们带来的不适应感，导致听课更加不积极，进而影响了教学的顺利开展，使得理论与实践部分授课学习脱节。

（二）实训设备不够先进

机电一体化专业对学生的动手能力要求很高，因此对实训设备的要求也很高，要求实训设备要与时俱进，及时更新，否则毕业后的学生会很难适应新设备新要求。然而，中职院校受限于投资力度等原因，很难做到机电一体化专业实训设备跟得上时代的步伐。

（三）教学知识体系比较落后

除了硬件方面的实训设备需要不断更新以外，软件方面的教学知识体系也需持续更新。这其中包含两个方面：其一，现行的教学内容比较落后。虽然中职院校机电一体化专业的教材也在不断更新，但由于教材编写、出版等还需一定的周期，使得教材的更新永远跟不上专业技术的发展；其二，教师的知识体系也比较落后。教师不同于企业一线的员工，不能像他们那样经常接触到最先进的技术和设备，这不利于教师将重要的专业知识讲透彻，不利于教学的顺利开展。[3]

（四）校企合作流于形式

如今，几乎所有的中职院校都有校企合作，但合作的深度和广度都远远不够[4]，合作大多限于双方领导层的交流访问以及文件纸面上的合作，而且还存在着“一头热”的情况，即校方合作意愿非常强，但是企业方面并不十分情愿或者没有足够的精力和时间投入到校企合作中去，从而使得校企合作难以实现既定目标，最终流于形式。

二、现代学徒制在中职机电一体化专业的实践

现代学徒制可很好地解决上述问题。关于现代学徒制，迄今都没有统一确定的定义，但在以下方面取得了共识：现代学徒制的本质依然是一种人才培养模式，其基础是校企合作，其核心是工学结合，其最终目的还是提高人才培养质量和办学质量。我国教育部明确指出：鼓励职业学校和企业联合开展先招工、后入学的现代学徒制试点。[5]这充分说明了现代学徒制的时代性和优势所在。

（一）制定人才培养方案

实施现代学徒制的第一步就是制定人才培养方案，这是中职院校实施人才培养工作的根本性指导文件。[6]与以往不同，现代学徒制制定人才培养方案必须校企合作共同制定，这是前提。校企双方应就人才培养目标、专业学习目标、具体实施方案等细节逐一进行讨论制定，真正实现校企合作共同制定。

（二）课程体系改革

课程体系是一门专业的重中之重。所谓体系，指的是课程目标、内容、结构等组成部分的综合体。[7]目前，绝大多数中职院校机电一体化专业的课程体系都是三段式，即：刚入学时学习基础课程，然后重点学习专业课程，最后是毕业顶岗实习。这样的课程体系以知识为基础、遵循由易到难的逻辑，但已经不适应企业对人才的要求，亟待改革。

基于现代学徒制的中职机电一体化专业课程体系改革依然紧紧围绕校企合作展开。首先，校企合作，根据企业岗位情况划分专业方向：机电设备操作、机电设备安装和调试、机电设备维修与售后服务、机电产品的开发与设计等4个大方向；其次，根据各专业方向，有针对性地制定课程标准；第三，课程内容的选择不应拘泥于正式出版物，应将企业员工内部培训内容、相关的国家职业资格鉴定标准以及学校选用的教材内容三者有机地结合在一起；最后，课程的学习情况考核应该多元化，不应仅仅局限于期末考试和平时作业、测验。

（三）建立师徒关系

其实学徒制自古就有，在古代被称之为“师徒”关系。在我国历史中，学徒制对制造业、纺织业、建筑业等方面的专业技术传承起到了关键性的作用。[8]现代学徒制师徒关系的建立要科学规范得多。中职院校机电一体化专业宜采用“双导师”制，即学校里的导师+企业里的师傅，其中，学校里的导师一般为学生的班主任，而企业里应优先选择技术水平高、责任心强的优秀员工担任师傅，且每位师傅所带的徒弟不能超过5名。为了稳定学生的专业思想，新生一入学就要通过双向选择确定企业师傅。所谓双向选择，不仅仅指的是徒弟有权利选择师傅、师傅有权利选择自己的徒弟，还包括徒弟有一定的权利选择自己感兴趣的专业方向学习，而师傅也有权利采用自己的方法教徒弟。师徒关系的确立通过签订培养合同来实现，合同一经签订即具有一定的效力，师徒双方均需严格遵守。

（四）评价考核机制

首先是ρ生的考核。无论是在学校学习还是在企业实践，校企双方均需对学生进行双重全程追踪考核。[9]除了要关注学生的学习，还要关注学生的生活和思想动态，努力稳定学生的专业思想。其次是对学校教师和企业师傅的考核。与学生一样，对教师和师傅的考核也需要校企双方双重考核，应制定详细的教学质量监控体制，通过学生评价、自我评价、学校评价、企业评价等多方面共同监督考核，确保现代学徒制教学质量不断提升。

（五）实施的保障措施

第一，政府加强引导。在实施现代学徒制的过程中，政府主要起引导的作用，主要包括政策扶持和资金保障两大方面。政策扶持方面，政府应出台相应的法律政策制度，采用立法的形式，在法律层面明确各方职责，确保企业、行业协会等全力与学校合作，积极实质地参与到现代学徒制的建设中去；资金保障方面，应通过拨款、税费减免等方式鼓励校企合作开展现代学徒制，针对学生，政府应通过减免学费、设立奖学金等途径激励。第二，行业积极参与。要充分发挥行业协会的作用，行业协会在现代学徒制的开展实施过程中起着重要的作用，主要作用是与学校、企业合作制定中职机电一体化专业的职业岗位要求、共谋职业发展方向、协助职业资格考试认定等。第三，全社会的大力支持。要营造支持现代学徒制的社会氛围，使现代学徒制在社会上得到广泛的认可，尤其是得到学生家长和学生本人的认可，这样有利于现代学徒制获得最佳的实施效果。

三、结语

中职机电一体化专业作为传统热门专业，要想继续发挥其“热量”，培养出更多符合企业需求的毕业生，必须与时俱进，紧跟时代的步伐，积极改革人才培养方式，大力推动实施现代学徒制，必将使中职机电一体化专业焕发新的活力。

参考文献：

[1]高亮.浅谈中职机电一体化专业教学改革[J].教育教学论坛，2015（4）.

[2]吴艳芳.信息技术与中职学校机电一体化教学改革[J].中国教育技术装备，2015（15）.

[3]赵阳.高职院校学生职业能力培养研究――以机电一体化技术专业为例[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2016.

[4]伊逊智，等.中职现代学徒制探索与实践“校厂一体、二元合一”[J].中国职业技术教育，2015（5）.

[5]徐丽，张敏.从国内外学徒制的变迁看我国现代学徒制的发展[J].教育与职业，2015（11）.

[6]邓丽娟，黄日强.建立中国特色现代学徒制度的路径选择[J].职教论坛，2014（31）.

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近年来，技工院校一体化教学的探索与实施如火如荼地展开着，结合国家倡导的理念，在电类专业上我们也积极地组织相关的教学法进行教学，在此通过过程的实施浅谈该教学模式的一点体会。

《电子技术基础》课程是技工院校电工电子类专业的一门专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。它从技工院校学生的培养目标出发，对课程进行了一体化教学，阐述了“知识+技能”的教学模式，并对具体实施作了详细的论述。

我们在实施的过程中，是将电子技术分模块来执行的。一个模块就是一个课题，而且在具体教学内容的编排上做到模块与模块之间的衔接。对于模块与模块之间的知识连接点，需向学生阐述清楚，否则前后知识脱节，就很难取得较好的教学效果。对于电子电路，几乎所有的电路参数、数据、波形都必须通过电子仪器仪表才能反映出来，电路原理图与实物装配图之间的转换也是一个难点。因此，要取得较好的学习效果，提高学生的动手能力，在一体化教学实施过程中，本人从以下几个方面进行了尝试：

1、建立良好的师生关系，营造和谐的课堂氛围是达到教学目标的基础

曾经有教育家说过：“没有情感的教育不会成为成功的教育，没有情感的课堂不是成功的课堂。”因此良好的师生关系是激发学生学习兴趣的直接因素。要对学生给以关心，信任与尊重，要善于倾听，敢于接受学生的批评。与学生成为朋友，使学生亲其师，才能信其道。如此收到了良好的效果。这样有利于教师充分发挥“导”的作用，导想、导学、导用，给学生营造了一个民主、和谐的课堂氛围，从而调动了学生的学习积极性，并能挖掘学生学习潜能。

2、设置教学情境，以学生为主体，狠抓基本功练习

在教学过程中，设置好教学情境，通过分组，给定教学任务，事先做好相应预习工作。一般在课堂上以组为单位，以学生为主体完成教学任务。通过自评、互评和综合评价的方式，在完成相应环节时给予打分评价。要求每位学生都要学会基本电子仪器仪表的使用；练好元器件在线路板上的焊接基本功；认识基本元器件并能用万用表测量其参数。通过这样的环节，充分发挥了学生的学习积极性，并怀着愉悦的心情能主动的学习，无形中就掌握了重要的知识点。

3、做好理论知识点的合理讲授是实施一体化教学的关键点所在

对于每个模块理论知识点的讲授，要进行科学的安排。有的模块可放在学生动手操作前讲述，如仪表的使用，老师必须要边讲授边示范，然后让学生动手操作练习，引导学生入门。有的则可放在实习后用讨论、提问、总结的形式获得。如集成运算放大器组成的放大电路，可先让学生动手装配与测试，学生通过自己测量得到的数据得出集成运放组成的放大电路的闭环电压放大倍数只取决于反馈网络的电阻与输入电阻的比值，与集成运放本身的参数无关。这样由学生自己得出的结论，容易被学生接受和牢记。

4、以学生为主体，耐心引导，提高学生学习积极性

对于一体化教学，主要是以学生为主体，同时要求老师要循序渐进，耐心引导。如将电路原理图中的元件与其对应的实物进行对照说明，引导学生在万能板上设计电路装配图。加强实习过程中的巡回指导，对于实习中发生的故障，以引导的方式指导学生分析故障可能产生的原因和部位，逐步缩小故障范围，直到排除故障。让学生感受到成功带来的喜悦，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。

5、及时总结，表扬先进，激发积极向上的学习热情

每个模块结束后，通过工作页的要求，完成自评、互评和综合评定后，评出该模块的“学习之星”、“进步之星”等荣誉来表彰先进，以此激发学生你追我赶，积极向上的学习热情。

6、用项目评价方法改变学习成绩的评定

改变过去以理论考试和实训成绩决定学生学习成绩的方法，而是根据学生在整门课程的学习过程中的项目评价完成情况来评定成绩。分职业素质、专业技能、创新能力三个方面进行测评，比重分别占20%、70%、10%。职业素养主要考核学生出勤、纪律、职业态度、职业规范等。专业技能主要考核工作项目的完成质量、时间等。创新能力考核学生在工作思路、方法等方面的创新思维。通过这样的形式，提高了学生参与实践教学的主动性、创造性、正确性。扭转了学生只重视理论考试、实验结果，不重视实训纪律、实习过程、不动脑筋、抄袭别人实验数据的现象。真正把学生的学习主动性提高了。通过一体化教学的开展，达到了一定的效果。更好地能将学生培养成既有一定的理论知识又有很强的实际操作能力和创新能力的企业受欢迎的有用人才。

7、建立一体化教室，让学生在模拟工厂完成相关课题

为了开展一体化教学，我们将相关的专业都设置了相应的教室。教室里配备多媒体投影、八角桌和相应的设备。让学生在老师的导学中认真完成课题。学生实训过程中遇到的实际问题，大家围坐一起，通过讨论，教师引导的形式当场解决难题。这样的环境有益于学生自主学习，并为知识的掌握提供了轻松和谐的良好外部条件。

总之，一体化教学的开展，大大提高了学生的学习积极性。这一形式地开展，也对我们教师提出了更高的要求。与传统教学方法不同，在实施过程中，要将每一个模块都要做好工作页，布置好相应的任务。课堂上能随机应变，适时地解决实际问题，做好导学的环节，真正体现学生在“做中学”，教师在“做中教”的教学理念，使学生在轻松愉快、和谐的课堂氛围中学有所用，学有所长。

参考文献：

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在中等职业的《电工技术基础与技能》等同类课程教学活动中，理论与实际联系要求紧密，专业实训内容多，实训环节变化大，各校已基本对电工基础理论与技能实训教学实行一体化整合，把原来的《电工技术基础》与《电工技能与实训》教材实行整合。一体化教学对场地、设备要求高，工位充足，学生就业上岗技能要求实训模拟环境与实际工作环境接近，但目前学校的基础设施和实训室建设设计往往无法达不到这类实训课的需要。因此，探索在现有的基础环境上改善实训室建设，使其适用面宽、仿真度高，功能灵活多变的电工基础类实训室，对提高《电工技术基础与技能》一体化教学质量、提高电工专业实训教学管理水平具有重要义。

一、中等职业技术学校采用《电工技术基础与技能》的版本与实训室的现状

目前《电工技术基础与技能》采用整合度比较高的教材主要分两类：高等教育出版社版与广西教育出版社出版的两个版本。其中高教版的是以传统的《电工技术基础》教材加以改进，主要在课题引入、实物举例、后以任务实训加以验证，其版本有些类似高中物理教学模式，它的优点在于采用实物图例连接举例，实验与实训设计有很重的高中物理实验室味道，目前基本配备主流是天煌教仪THETDG-1型电工技术实训装置的配备。中职学生学习起来对理论的理解发费时间较多，而技能实训效果一般，许多中职学生不能在实训中产生强烈的兴趣，更找不到实训现象与对应理论的联系，是一种比较适合教师教学而不太适合学生学的配备选择。

另一类是以广西教育出版社出版的《电工技术基础与技能》为代表，它是一本的在完成工作任务过程中学习电工基础专业知识、专业技能和工作过程的一体化教材，突出“做中学”的核心特点，它是按照实际操作的工作步骤、安全和技术要求，引导学生在做的过程中体验成功，产生专业“做中学”的学习兴趣，继而指引学生明确要求、学习工作任务，实施任务计划，检查“工程”进度与“安装工程”质量与修改任务方案、总结与评价的任务完成情况等各个环节，学生学习与技能训练的效果实践当中较为理想，实训室配备一般是采用通用型电工电子实验装置即可。采用这个版本教材与实训配备，比较适合学生学习，但对教师的要求非常高，教师必须有很强的实操能力与指导能力，并在实训教学过程逐渐把相关理论基础知识联系起来，引导学生把操作与理论系统整合。当前，大多数职校都在探索这种模式，并且在技能竞赛中获得比较好的成绩。

这两种比较有代表性的模式都存在着以下共同的问题：

（1）各校电工类实训室建设大都只根据课程实验或实训需要，以成套实训设备装备实训室，比较有代表行的型号有DGX-1型 电工技术试验装置 、TH-DD电工电子实验装置等。这些实训任务，主要还是进行验证性教学，没有能实现实训环境与实际安装场景的有机结合，特别是在电工基础的基本电路实验，学生对原理图与实物之间的联结理解欠缺，而在主要电气安装部分如：日关灯的安装、单户住宅的用电系统的布线、三相配电线路以及电力拖动部分，没有能强化学生作为电工职业的必要技能标准，从而缺乏电气安装工程实际操作技能。

（2）在电动机实验部分，缺乏电动机、发动机相应的结构模型，没有配套的可供拆装电动机及相应工具，而在实践当中，电动机的拆装很有市场，实验室在方面缺乏配备无疑是我们忽视了市场的需求。

（3）在基本的电工布线配套设备方面，成套设备一般都没有配备冲击钻、电钻、角磨机、石材切割机等室内电工安装常用工具，使得学生的基本技能仅仅停留在实训室的操作台上。

二、通用《电工技术基础与技能》实训室建设改善思考

实训的目的一般有两个：一是通过实训，掌握电工技能鉴定所需的技能，获得从业资格证。二是学会本行业中的基本技能，使学生能独立完成相关工作。如果从学生学习技能应与实际工作技能接轨的角度思考的话，实训室配套设备的改革与实训室结构设计的改善可以采取以下思路：

1.电工基础实训室分解为以下几个功能室

基础电工实训室、布线实训室、电动机维修实训室（含变压器）、电力拖动实训室。

各功能室功能简介：

基础电工实训室：主要是验证电工基础中基本电路有关的实验，主要包括基本元件（电阻、电容、电感等）、基本电路（欧姆定律、串并联、节点、基尔霍夫定律等）、基本仪表（电压表、电流表、万用表、钳表、示波器、兆欧表等），本实训室可以与通用型的电子电工实训室通用。

布线实训室：以空的房间为主，将一整间大的实训室分割为四至六间小隔间，如同小浴室、厨房，主要功能是让学生能在真实的墙上实训布线，装排插、灯的开关，有机会学习使用冲击钻、电钻、角磨机、石材切割机等室内电工安装常用工具，的提高学生实用电工技能。

电动机维修实训室（含变压器）：主要以电动机、发电机的拆装、变压器的拆装训练为主，掌握完整的拆装工艺。

电力拖动实训室：以电力拖动为主要实训内容，掌握电动机基本的正反转控制、时间继电器控制Y-降压起动控制、掌握交流接触器等控制器件的连接方法，以及常见开关类器件的拆装，学习配电箱安装等。

2.电工基础实训室配套的元器件应作以下调整

（1）基础电工实训室：增加实物电源如电池盒、蓄电池；增加普通物理实验用的开关、灯珠等电路配件，实践教学当中可以提高学生学习入门电路的直观认知程度，提高对欧姆定律的理解，以及常规电流、电压的测量的掌握都起到很好的效果。

（2）布线实训室：以实际室内装修用的线材、开关、漏电保护器、插座、管线以及相关安装用到的配套工具作为配套器材。

（3）电动机维修实训室（含变压器）：以实际的一般三相电动机维修、变压器维修工作需要配备全套器材。

（4）电力拖动实训室：以目前的基本通用配置增加配电箱的实际安装，并要求接电验证。

（5）建议在电工基础实训室配备多媒体设备，在每一实训台配备电脑，装备[虚拟电子实验室].NI.Multisim.汉化版，让学生可以模拟与实操结合，这样能更好的让学生理解原理图与实物之间的联结。

电工基础与技能实训室建设的实践应用中我们体会到，只有让学生能充分接触实物实验、实训，才能达到通过实验、实训帮助学生理解电工理论知识，掌握电工操作的基本技能，也只有这样，才能让学生在实操的成功体验过程中逐步激发学生学习的兴趣，达到一体化教学的目的；部分实训室的管理宜由统一的上课管理结合对学生开放的课余管理结合，使学生能在其感兴趣的时候及时动手体验。电工基础技能实训室的建设，必须打破一间实训室就能满足所有技能实训的设计思路，必须从学生学习的角度思考，达到充分满足学生实训需求为目的，当然要结合各校的实际，做出最为实用的方案，才能使《电工技术基础与技能》真正通过一体化教学实现教学目标。

参考文献：

[1]吴潮.高职电工类综合实训室建设探索